elgavrilis's blog

Η ατμόσφαιρά μας δεν μοιάζει με καμία άλλη στο ηλιακό σύστημα. Επειδή μεγάλο μέρος των υδρατμών της βρίσκεται σε μια λεπτή ισορροπία κοντά στο σημείο κορεσμού της, μεγάλες περιοχές του ουρανού μπορούν να αλλάξουν από εντελώς διαφανείς σε σχεδόν αδιαφανείς σε λίγα λεπτά, και ένα ολόκληρο ημισφαίριο μπορεί να είναι χωρίς σύννεφα τη μια μέρα και σχεδόν εντελώς καλυμμένο την επόμενη.

Το μεγαλύτερο μέρος των υδρατμών στον αέρα περιορίζεται στην τροπόσφαιρα, το στρώμα μεταξύ της στάθμης της θάλασσας και της στρατόσφαιρας. Το εβδομήντα πέντε τοις εκατό της μάζας της ατμόσφαιρας βρίσκεται εδώ. Με πάχος που κυμαίνεται από 16 χιλιόμετρα στον ισημερινό έως 8 χιλιόμετρα ή λιγότερο στους πόλους, η τροπόσφαιρα βρίσκεται σε συνεχή κίνηση, αναδιατάσσοντας συνεχώς τον εαυτό της σε μια προσπάθεια να επιτύχει ισορροπία. Οι δυνάμεις που ελέγχουν τη φυσική κατάσταση του αέρα είναι το ηλιακό φως, οι θερμοκρασίες της επιφάνειας και του αέρα, η συγκέντρωση υδρατμών και η νεφοκάλυψη. Δεδομένου ότι και οι τέσσερις παράγοντες επηρεάζουν ο ένας τον άλλον, οι αλληλεπιδράσεις ανάδρασης είναι περίπλοκες. Η αιτία γίνεται αποτέλεσμα και αντίστροφα. Αυτή η ατελείωτη δραστηριότητα είναι γνωστή ως καιρός.

Το ατμοσφαιρικό νερό ισούται μόνο με το 0,1% της συνολικής ποσότητας νερού στην επιφάνεια της γης. Ωστόσο, λειτουργώντας ως βαλβίδα για την εισερχόμενη ηλιακή ακτινοβολία και την εξερχόμενη υπέρυθρη ακτινοβολία, παίζει καθοριστικό ρόλο στον προσδιορισμό της δομής της τροπόσφαιρας και των συνθηκών στην επιφάνεια της γης. Η πηγή και η κατανομή του νερού περιγράφεται από τον υδρολογικό κύκλο, ο οποίος αποκαλύπτει ότι η εξάτμιση από τους ωκεανούς ευθύνεται για το 84% της υγρασίας στην ατμόσφαιρα, ενώ το υπόλοιπο προέρχεται από την εξατμισοδιαπνοή (εξάτμιση και διαπνοή από τα φυτά) στην ξηρά.

Η θερμική μεταφορά μεταφέρει υγρασία από την επιφάνεια και οι συνοδευτικοί οριζόντιοι άνεμοι την κατανέμουν σε όλο τον κόσμο. Η αρχική πηγή ενέργειας είναι η ηλιακή ακτινοβολία, η οποία αποθηκεύεται ως θερμότητα εξάτμισης σε υδρατμούς. Ο αέρας σε επαφή με το θερμό έδαφος θερμαίνεται και ανεβαίνει. Καθώς ανεβαίνει, ψύχεται με τον μέσο ρυθμό τροπόσφαιρας περίπου 6,5°C/km (3,6°F/1000 ft).

Όταν η πίεση και η θερμοκρασία φτάσουν στο κατάλληλο στάδιο για να συμπυκνωθούν οι υδρατμοί, σχηματίζονται σύννεφα και απελευθερώνουν τη θερμότητα εξάτμισης, η οποία με τη σειρά της θερμαίνει τα σύννεφα, προωθώντας περαιτέρω τη μεταφορά. Με αυτόν τον τρόπο, η ηλιακή ενέργεια μετατρέπεται και μεταφέρεται χιλιάδες μίλια από την προέλευσή της. Η τροπόσφαιρα μοιάζει έτσι με μια γιγάντια θερμική μηχανή, που αντλεί ενέργεια από τον ήλιο και ρυθμίζει τον καιρό στη γη.

Η βίαιη συναγωγή που χαρακτηρίζει την τροπόσφαιρα φτάνει στο μέγιστο κοντά στα 45.000 πόδια στα μέσα γεωγραφικά πλάτη. Εδώ οι δυνάμεις άνωσης εξασθενούν καθώς ο αέρας συναντά ένα φυσικό στρώμα αναστροφής – ένα σταθερό στρώμα θερμού αέρα. Αυτή είναι η στρατόσφαιρα. Λίγος ή καθόλου υγρός αέρας διαπερνά τα όρια μεταξύ της τροπόσφαιρας και της στρατόσφαιρας (τροπόπαυση), εκτός από μικρές ποσότητες κοντά στον ισημερινό, ένα γεγονός που θα συζητήσουμε αργότερα. Έτσι, η τροπόσφαιρα είναι ένα καλά καθορισμένο θερμοδυναμικό περιβάλλον που δεν αλληλεπιδρά πολύ με το υπερκείμενο στρώμα σταθερού αέρα ή στρατόσφαιρα.

Η στρατόσφαιρα ονομάζεται έτσι λόγω της σχεδόν συνεχούς κάθετης διαστρωμάτωσης. Κάποτε θεωρούνταν σταθερή και ακίνητη, αλλά πρόσφατη εργασία έδειξε ότι υπάρχουν σημαντικές κινήσεις στη στρατόσφαιρα, αν και όχι τόσο έντονες όσο αυτές που βρίσκονται από κάτω. Μεταξύ 15 και 50 χλμ., η θερμοκρασία αυξάνεται και φτάνει σε μια άνετη θερμοκρασία 0°C (32°F), ζεστή σε σύγκριση με την παγωμένη θερμοκρασία των 60°C που βρίσκεται στην τροπόπαυση. Σε υψόμετρο περίπου 22 χλμ., η ατμοσφαιρική πίεση, η οποία δεν υφίσταται αναστροφή, έχει μειωθεί σε περίπου 30 millibars (η επιφανειακή πίεση είναι 1013 millibars). Κατά συνέπεια, ο αέρας είναι πολύ αραιός για να εμποδίσει τις ενεργητικές υπεριώδεις ακτίνες από τον ήλιο να φτάσουν σε αυτό το επίπεδο. Εδώ το στρώμα του όζοντος φτάνει στη μέγιστη συγκέντρωση. Περιέργως, αυτό είναι το ίδιο υψόμετρο στο οποίο εμφανίζονται τα φευγαλέα και ανεξήγητα νέφη από μάργαρο, πιθανώς υποδεικνύοντας ότι μπορεί να υπάρχει μια φυσική σύνδεση μεταξύ των δύο.

Η μέγιστη θερμοκρασία στη στρατόσφαιρα εμφανίζεται στη στρατόπαυση, όπου η πίεση είναι μόνο περίπου 1 millibar. Εδώ λαμβάνει χώρα μια άλλη αντιστροφή της θερμοκρασιακής κλίσης, ορίζοντας το ανώτερο όριο της στρατόσφαιρας και το κατώτερο όριο της μεσόσφαιρας.

Στη μεσόσφαιρα, η θερμοκρασία μειώνεται με την αύξηση του υψομέτρου, αλλά φτάνει και πάλι σε ένα ισόθερμο οροπέδιο γύρω στους — 90°C. Αυτό το οροπέδιο ονομάζεται μεσόπαυση, το οποίο βλέπει προς τα κάτω το 99% της ατμόσφαιρας. Εδώ, σε υψόμετρο περίπου 80 χλμ. (50 μίλια), βρίσκονται τα μαργαριταρένια νυχτερινά σύννεφα.

Τα Νυχτερινά νέφη (Noctilucent clouds) εμφανίζονται σε ένα αρκετά στενό υψομετρικό εύρος, κοντά στα 83 χλμ. Είναι τα υψηλότερα νέφη στην ατμόσφαιρα της Γης, αποτελούμενα από κρυστάλλους πάγου που σχηματίζονται στη μεσόσφαιρα σε υψόμετρο περίπου 85 χλμ. Ονομάζονται «νυχτερινά» επειδή γίνονται ορατά μόνο κατά τη διάρκεια του λυκόφωτος, όταν αντανακλούν το ηλιακό φως κάτω από τον ορίζοντα, εμφανιζόμενα ως λαμπερά, λεπτά, ηλεκτρικά μπλε ή ασημένια σύννεφα σε έναν σκοτεινό ουρανό. Εμφανίζονται συχνότερα κατά τους καλοκαιρινούς μήνες σε υψηλά γεωγραφικά πλάτη. Εργασίες επιβεβαίωσαν ότι αυτά τα νέφη αποτελούνται από πάγο που έχει συμπυκνωθεί σε μετεωρική σκόνη. Συνήθως, δεν υπάρχουν υδρατμοί σε αυτό το υψόμετρο, αλλά μερικές φορές κοντά στον ισημερινό, υδρατμοί διαρρέουν μέσω της τροπόπαυσης και ανυψώνονται από τους στρατοσφαιρικούς ανέμους σε πολύ υψηλά επίπεδα. Τα σωματίδια των μετεωριτών λειτουργούν ως πυρήνες εξάχνωσης για αυτόν τον πάγο.
Πέρα από τη μεσόσφαιρα βρίσκεται η θερμόσφαιρα, όπου η θερμοκρασία παραμένει κοντά στους -90°C και στη συνέχεια αρχίζει σταδιακά να αυξάνεται. Το σέλας και η αέρια λάμψη βρίσκονται εδώ. Οι πυκνότητες του αέρα είναι χαμηλές και όσος αέρας υπάρχει (κυρίως N2, N, O2, O) είναι ιονισμένος ως αποτέλεσμα της ηλιακής υπεριώδους ακτινοβολίας. Η ιονόσφαιρα είναι μια ασαφής περιοχή μέσα στη θερμόσφαιρα, μεταξύ περίπου 80 και 300 χλμ., όπου οι θερμοκρασίες μπορεί να φτάσουν έως και τους 1000°C. Πολλοί δορυφόροι βρίσκονται σε τροχιά σε αυτήν την περιοχή, αλλά ο αέρας είναι πολύ αραιός για να επηρεάσει σημαντικά τη θερμική τους ισορροπία και δεν θερμαίνονται.

Η εξώσφαιρα («εξώσφαιρα») και η μαγνητόσφαιρα βρίσκονται πέρα ​​από τη θερμόσφαιρα και αναμειγνύονται ομαλά και ανεπαίσθητα με το εξωτερικό μέρος της ηλιακής ατμόσφαιρας. Αυτό το εκτεταμένο στέμμα έχει δύο μέρη, ένα αέριο και ένα φτιαγμένο από σκόνη. Ο ηλιακός άνεμος, που αποτελείται από θερμά, γρήγορα κινούμενα ηλεκτρόνια και πρωτόνια που ρέουν μακριά από τον ήλιο, είναι αόρατος εκτός από μια ολική έκλειψη ηλίου. Το συστατικό της σκόνης, ωστόσο, παρατηρείται εύκολα σε μια καθαρή νύχτα.

Το λεγόμενο ζωδιακό φως είναι στην πραγματικότητα ένα τεράστιο νέφος μετεωρικής σκόνης, κάθε σωματίδιο της οποίας βρίσκεται στη δική του τροχιά γύρω από τον ήλιο κοντά στο εκλειπτικό επίπεδο. Φυσικά, το ζωδιακό φως δεν αποτελεί μέρος της ατμόσφαιρας της γης, αλλά η προσβασιμότητά του στα μάτια του φυσιοδίφη το καθιστά ένα κατάλληλο φαινόμενο με το οποίο μπορεί να περιοριστεί ο αναγνώστης.

Πολλά από τα ατμοσφαιρικά φαινόμενα περιλαμβάνουν το νερό. Όταν ο πλανήτης μας σχηματίστηκε με συσσώρευση διαστρικού υλικού πριν από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια, πιθανότατα δεν υπήρχε νερό. Το εσωτερικό του πλανήτη θερμάνθηκε ως αποτέλεσμα της γεωστατικής πίεσης και της αποσύνθεσης των φυσικών ραδιενεργών στοιχείων.
Η ατομική και πυρηνική χημεία δημιούργησε νερό, (Hypotheses for the origins of Earth’s water) το οποίο διαλύθηκε με το θερμό λιωμένο πέτρωμα ή μάγμα. Όταν η πίεση έγινε πολύ μεγάλη για να συγκρατηθεί, το μάγμα ανέβηκε στην επιφάνεια και εξερράγη ως ηφαίστεια. Οι πρώτες μέρες της γης ήταν πράγματι βίαιες. Καθώς η λάβα ξεχύθηκε από το έδαφος για να καλύψει τον πλανήτη, η καταστροφική απελευθέρωση πίεσης απελευθέρωσε επίσης νερό, το οποίο διέφυγε ως τεράστια, κυματιστά σύννεφα. Αυτά τα σύννεφα κάλυπταν τη γη και από αυτά προήλθαν οι πρώτες βροχές. Για εκατομμύρια χρόνια, καταρρακτώδεις καταιγίδες εναπόθεταν νερό στις χαμηλές περιοχές και με τον καιρό αναπτύχθηκαν οι πρώτοι ωκεανοί.

Ένα πανταχού παρόν παράσιτο είχε αποκτήσει αντοχή στα αντιβιοτικά και προκαλούσε επιδημίες πυώδους λοίμωξης στα νοσοκομεία. Η καταπολέμησή του μετά δεκαετία του 1950 που το πρόβλημα εκδηλώθηκε πιεστικά, απαιτούσε ανανεωμένη έρευνα και επιστροφή σε ασηπτικές και αντισηπτικές ρουτίνες  και πρωτόκολλα.

Στα μέσα του 20ου αιώνα, η τεχνολογία της σύγχρονης ιατρικής είχε κινητοποιηθεί για να αντιμετωπίσει την αυξανόμενη εξάπλωση της πυώδους λοίμωξης, στην οποία η ίδια η τεχνολογία έχει παίξει έναν αμφίβολο ρόλο. Ως γνωστόν η επιλεκτική πίεση από τα αντιβιοτικά δημιουργεί ανθεκτικά στελέχη.  Οι επικρατούσες λοιμώξεις εκδηλώνονταν σε μια ποικιλία παθήσεων, από αποστήματα και εξανθήματα έως θανατηφόρα δηλητηρίαση αίματος και πνευμονία. Όλες οι περιπτώσεις οφείλονταν σε ορισμένα στελέχη του γνωστού και πανταχού παρόντος σταφυλόκοκκου. Αυτά τα στελέχη διακρίνονται από τη μεταδοτικότητα και τη λοιμογόνο δράση τους, καθώς και από την υψηλή αντοχή τους στα αντιβιοτικά. Είναι, στην πραγματικότητα, το προϊόν της επιλογής από τα αντιβιοτικά. Από κακή τυχαιότητα, αυτά τα ανθεκτικά στελέχη τυχαίνει να φέρουν τα πιο επιβλαβή χαρακτηριστικά του γένους τους. Οι εστίες επιπολασμού είναι τα νοσοκομεία, όπου τα αντιβιοτικά άρχισαν να χρησιμοποιούνται εκτενώς από εκείνη την περίοδο στις αρχές της 10ετίας του 50, όχι μόνο για τη θεραπεία διαγνωσμένων λοιμώξεων, αλλά και για προφυλακτικούς σκοπούς, συχνά παραμελώντας τις τυπικές ρουτίνες της ασηψίας και της αντισηψίας. Αυτή η ειρωνική τροπή των γεγονότων, έπιασε τους γιατρούς απροετοίμαστους με εναλλακτικές λύσεις στα αντιβιοτικά.  Η εμφάνιση των «θαυματουργών» φαρμάκων, των σουλφοναμιδών τη δεκαετία του 1930 και των αντιβιοτικών τη δεκαετία του 1940, αποθάρρυνε το ενδιαφέρον και την υποστήριξη για τις κλασικές κατευθύνσεις της βακτηριολογικής έρευνας, ακριβώς τη στιγμή που αυτές έφταναν στο αποκορύφωμά τους όσον αφορά τη σταφυλοκοκκική λοίμωξη.

Φυσικά, η μόλυνση ήταν ο κοινός κίνδυνος της παραμονής στο νοσοκομείο, καθ’ όλη τη διάρκεια των αιώνων πριν από την εισαγωγή των αντισηπτικών και των απολυμαντικών στις τελευταίες δεκαετίες του 19ου αιώνα. Οι σταφυλόκοκκοι, μαζί με τους πνευμονιόκοκκους και τους στρεπτόκοκκους, ήταν οι κύριοι παράγοντες που επηρέασαν την ασθένεια. Αυτοί και ορισμένοι άλλοι λιγότερο γνωστοί μικροοργανισμοί είναι «οπορτουνιστές εισβολείς». Συνδέονται στενά με τον άνθρωπο στο άμεσο περιβάλλον του, αλλά δεν προκαλούν απαραίτητα ασθένεια, εκτός εάν τους δίνεται πρόσβαση σε ευάλωτους ιστούς λόγω διαταραχών στην κανονική άμυνα του σώματος ή λόγω γενικής ή τοπικής αδυναμίας. Οι λοιμώξεις από πνευμονιόκοκκους και στρεπτόκοκκους είχαν υψηλό ποσοστό θνησιμότητας. Οι σταφυλόκοκκοι, από την άλλη πλευρά, συχνά προκαλούσαν ηπιότερες λοιμώξεις και οι ασθενείς που τους προσέβαλαν διέδωσαν τα νοσοκομειακά στελέχη σε όλο τον κόσμο. Το 1852, ένας Βρετανός γιατρός ονόματι T. Hunt περιέγραψε την επικράτηση στα μέσα του 19ου αιώνα «καρβουνκίλων, βράχων, φλύκταινων, και επιφανειακών συλλογών «πυώδους ύλης» ως «τη φουρουντοειδική» επιδημία. Ο Leonard Colebrook, γράφοντας έναν αιώνα αργότερα για αυτή την «πιο μαύρη περίοδο σε όλη την ιστορία των νοσοκομειακών λοιμώξεων», αποδίδει μια μεγάλη ποικιλία ασθενειών στους σταφυλόκοκκους. Η περιγραφή του -συμπεριλαμβανομένων των μετεγχειρητικών λοιμώξεων, των δερματικών παθήσεων, των οφθαλμικών λοιμώξεων και της πνευμονίας σε νεογέννητα βρέφη, της φλεγμονής του μαστού, των επιδημιών δερματικών παθήσεων στις οικογένειες βρεφών που γεννήθηκαν στο νοσοκομείο- υποδηλώνει δυσάρεστα την «τρέχουσα εμπειρία».

Για λόγους εν μέρει ιστορικούς και εν μέρει βιολογικούς, γνωρίζουμε σήμερα λιγότερα για τους σταφυλόκοκκους παρά για τους άλλους οπορτουνιστές εισβολείς. Η συχνότητα εμφάνισης και η θνησιμότητα της λοβιακής πνευμονίας, που προκαλείται από τους πνευμονιόκοκκους, ενέπνευσε μια λαμπρή σειρά ερευνών στις αρχές του αιώνα υπό την ηγεσία των Rufus Cole, A. R. Dochez, Oswald T. Avery και Michael Heidelberger στο Νοσοκομείο του Ινστιτούτου Rockefeller στη Νέα Υόρκη. Αυτές οι μελέτες, που συνεχίζονται ακόμη, έχουν οδηγήσει σε μια σαφή κατανόηση των πολλών τύπων πνευμονιόκοκκου και της αλληλεπίδρασής τους με τα αμυντικά υγρά και τα κύτταρα των ανθρώπων και των ζώων που τους φιλοξενούν. Από πρακτικής άποψης, απέδωσαν θεραπευτικούς ορούς αλόγων και, αργότερα, διαγνωστικούς και θεραπευτικούς ορούς κουνελιών. Αυτές οι τεχνικές, ωστόσο, δεν τέθηκαν σε ευρεία κλινική χρήση, καθώς ακριβώς εκείνη την εποχή ξεκίνησε η εποχή της χημειοθεραπείας.

Οι αιμολυτικοί στρεπτόκοκκοι, ως παράγοντες θανατηφόρων μετεγχειρητικών και επιλόχειων λοιμώξεων, προσέλκυσαν την προσοχή της ίδιας ομάδας ερευνητών στο Ινστιτούτο Rockefeller. Μια άλλη λαμπρή σειρά μελετών, που διεξήχθη κυρίως από την Rebecca Lancefield, διευκρίνισε τη χημεία των πολλών ομάδων και τύπων στρεπτόκοκκων και ανέπτυξε έναν πλούτο πληροφοριών σχετικά με την οργάνωση αυτών των νοσογόνων παραγόντων και τις ουσίες που παράγονται κατά τον μεταβολισμό τους. Από αυτή τη γνώση προέκυψαν τεχνικές για τη διάγνωση και την επιδημιολογική μελέτη. Το έργο συνεχίζεται στην προσπάθεια κατανόησης και πρόληψης του ρευματικού πυρετού και ορισμένων μορφών νεφρικής νόσου.

Έτσι, μια στέρεη βάση γνώσης σχετικά με τη φυσική ιστορία των πνευμονιόκοκκων και των στρεπτόκοκκων ήταν διαθέσιμη όταν οι χημειοθεραπευτικοί παράγοντες έγιναν διαθέσιμοι. Ευτυχώς, η συνδυασμένη δράση του κατάλληλου παράγοντα και των φυσικών αμυντικών μηχανισμών καταστρέφει αποτελεσματικά αυτούς τους εισβολείς στο σώμα. Επιπλέον, οι πνευμονιόκοκκοι και οι στρεπτόκοκκοι μέχρι στιγμής δεν έχουν εκδηλώσει μεγάλη τάση να αποκτήσουν αντοχή στις σουλφοναμίδες ή τα αντιβιοτικά.

Κατά το πρώτο μισό αυτού του 20ου αιώνα οι τρομεροί πνευμονιόκοκκοι και στρεπτόκοκκοι επισκίασαν αρκετά τη σημασία των σταφυλόκοκκων. Δεν αφιερώθηκε συγκρίσιμη συγκέντρωση πόρων και ερευνητικής προσπάθειας σε αυτά τα μικρόβια και τις λοιμώξεις που προκαλούν. Αλλά με την καταστολή άλλων ευκαιριακών εισβολέων, οι σταφυλοκοκκικές λοιμώξεις τώρα ξεχωρίζουν με σαφέστερη ανακούφιση. Οι λοιμώξεις και οι πνευμονίες που προκαλούνται από σταφυλόκοκκους στα νοσοκομεία αποτελούν πλέον μια σημαντική απειλή, ιδιαίτερα για τους σοβαρά ασθενείς, τους χειρουργικούς ασθενείς και τα νεογέννητα βρέφη. Υπάρχουν ήδη σαφείς ενδείξεις ότι οι σταφυλοκοκκικές λοιμώξεις των νοσοκομείων γίνονται προβλήματα της κοινότητας στο σύνολό της.

Η κατάσταση επιδεινώνεται από την ικανότητα των σταφυλόκοκκων να γίνονται ανθεκτικοί στα αντιβιοτικά που χρησιμοποιούνται εναντίον τους. Τα ανθεκτικά στελέχη όχι μόνο έχουν μολύνει ασθενείς, αλλά έχουν αποικίσει και υγιή μέλη του ιατρικού, νοσηλευτικού και οικιακού προσωπικού και βρίσκονται σε λανθάνουσα κατάσταση στη σκόνη, τα στρώματα και τις κουβέρτες των νοσοκομείων, εκτός εάν λαμβάνεται σχολαστική προσοχή σε όλες τις νοσοκομειακές διαδικασίες.

Ο ρόλος των αντιβιοτικών στην επιλογή αυτών των στελεχών μπορεί να φανεί στην παρακάτω εικόνες – photo από ηλεκτρονιομικρογραφίες που φαίνονται στο αριστερό μέρος της σελίδας.

Τα λευκά αιμοσφαίρια υπερασπίζονται το σώμα από τους εισβάλλοντες σταφυλόκοκκους, κατακλύζοντάς τους. Στα αριστερά, ένα κύτταρο έχει καταπιεί τρεις σταφυλόκοκκους, οι οποίοι αποσυντίθενται (κυκλικές μάζες πάνω και κάτω από τον γκρι, λοβωτό πυρήνα). Το κύτταρο στα δεξιά, ωστόσο, καταστρέφεται από μεταβολικά προϊόντα λοιμωδών σταφυλόκοκκων που επιβιώνουν μετά την κατάποση. Αυτές οι ηλεκτρονικές μικροφωτογραφίες, που ελήφθησαν από τον Joseph R. Goodman του Νοσοκομείου Διοίκησης Βετεράνων στο Long Beach της Καλιφόρνια, μεγεθύνουν τα δύο δείγματα κατά περίπου 13.000 φορές.

Όταν τα αντιβιοτικά δεν χρησιμοποιούνταν ευρέως ή όπου, όπως σε ένα ψυχιατρικό νοσοκομείο, χρησιμοποιούνται σπάνια, οι ανθεκτικοί και νοσογόνοι σταφυλόκοκκοι μπορεί να μην είναι διαδεδομένοι μεταξύ των ασθενών και του προσωπικού. Αλλά σε νοσοκομεία όπου χρησιμοποιούνται συχνά αντιβιοτικά, η συχνότητα εμφάνισης ανθεκτικών οργανισμών είναι υψηλή. Απαιτείται η πιο σχολαστική και συνεχής φροντίδα για την ελαχιστοποίηση της μόλυνσης από αυτά. Μερικά από τα νεότερα αντιβιοτικά έχουν αποδειχθεί αποτελεσματικά, αλλά αυτά τα ανθεκτικά στελέχη δείχνουν εκπληκτική προσαρμοστικότητα στην απόκτηση αντοχής ακόμη και στα νέα αντιβιοτικά.

Τα «νοσοκομειακά στελέχη» αναγνωρίστηκαν για πρώτη φορά ως επιδημικά στην Αυστραλία, όπου οι σταφυλόκοκκοι έχουν ταυτοποιηθεί ως στέλεχος από το 1949. Οι σταφυλόκοκκοι ομαδοποιούνται ανάλογα με τους τύπους βακτηριακού ιού ή φάγου που θα τους επιτεθούν. Υπάρχουν τέσσερις κύριες ομάδες σταφυλοκοκκικών φάγων, καθεμία από τις οποίες περιλαμβάνει πολλούς διαφορετικούς τύπους. Οι φάγοι είναι ιδιαίτερα επιλεκτικοί σε σχέση με τους βακτηριακούς ξενιστές στους οποίους επιτίθενται, αλλά ένα στέλεχος σταφυλόκοκκου μπορεί να είναι ευαίσθητο σε επίθεση από διάφορους φάγους της ίδιας ομάδας. Το πρότυπο ευαισθησίας στους φάγους παρέχει ένα μέσο για την αναγνώριση συγκεκριμένων στελεχών βακτηρίων και την ανίχνευση πηγών και οδών επιδημικής μόλυνσης. Τα πρότυπα δεν παρέχουν τόσο βέβαιη αναγνώριση μεμονωμένων στελεχών όσο, ας πούμε, τα δακτυλικά αποτυπώματα στην περίπτωση των ανδρών. Αντίθετα, προσδιορίζουν ομάδες στελεχών που έχουν κοινά χαρακτηριστικά.

Οι πρώτοι σταφυλόκοκκοι που εμφανίστηκαν υπό την πίεση επιλογής των αντιβιοτικών έτειναν να είναι ευαίσθητοι στους λεγόμενους φάγους Ομάδας III. Τα τελευταία χρόνια, ωστόσο, οι σταφυλόκοκκοι ευαίσθητοι στους φάγους της Ομάδας Ι έχουν εμφανιστεί ακόμη πιο συχνά από εκείνους ευαίσθητους στην Ομάδα III ως «επιδημικά στελέχη» ανθεκτικά στα αντιβιοτικά. Οι Phyllis Rountree και B. M. Freeman από το Σίδνεϊ της Αυστραλίας, έχουν σημειώσει ότι τα περισσότερα κρούσματα σταφυλοκοκκικής λοίμωξης σε νεογέννητα βρέφη σε αυτήν την πόλη από το 1954 οφείλονταν στο στέλεχος της Ομάδας Ι, ευαίσθητο στον φάγο με αριθμό 80. Παρατήρησαν επίσης μια επακόλουθη αύξηση της συχνότητας εμφάνισης αυτού του στελέχους μεταξύ ασθενών που νοσηλεύονταν για γενικευμένη σταφυλοκοκκική λοίμωξη, υποδεικνύοντας ότι το νοσοκομειακό στέλεχος έχει εξαπλωθεί στην κοινότητα.

Παρόμοιες αλλαγές στην εικόνα της σταφυλοκοκκικής νόσου έχουν παρατηρηθεί και σε άλλες περιοχές. Σταφυλόκοκκοι ευαίσθητοι στον φάγο 80 ή στον στενό συγγενή του 81 (που ομαδοποιούνται σε διεθνή συντομογραφία ως σταφυλόκοκκος 80/81) έχουν εμπλακεί σε επιδημίες στην Ολλανδία, τη Ρουμανία, το Ηνωμένο Βασίλειο και τον Καναδά, καθώς και σε πολλά μέρη των ΗΠΑ.

Ο John E. Blair του Νοσοκομείου για Αρθρικές Παθήσεις στη Νέα Υόρκη έχει τυποποιήσει σταφυλόκοκκους που έχουν ληφθεί από νοσοκομεία σε όλες τις ΗΠΑ. Αναφέρει: «Οι σταφυλόκοκκοι Τύπου 80/81 έχουν εξαπλωθεί ευρέως σε αυτή τη χώρα τα τελευταία τρία ή τέσσερα χρόνια και είναι προς το παρόν υπεύθυνοι για πολλά, αλλά σε καμία περίπτωση για όλα, τα κρούσματα νοσοκομειακών λοιμώξεων». Σε μια πανεθνική έρευνα το φθινόπωρο του 1957, διαπίστωσε ότι οι σταφυλόκοκκοι που προκαλούσαν λοιμώξεις «ήταν κυρίως μέλη της Ομάδας III των φάγων ή ήταν Τύπου 80/81» και «ένα μεγάλο ποσοστό των στελεχών της Ομάδας III και σχεδόν όλα τα στελέχη Τύπου 80/81 ήταν ανθεκτικά στην πενικιλίνη, τις τετρακυκλίνες και τη στρεπτομυκίνη».

Η εισβολή στα νοσοκομεία και στις κοινότητες γενικότερα από εξαιρετικά μεταδοτικούς, ανθεκτικούς στα αντιβιοτικά σταφυλόκοκκους έχει προκαλέσει έντονη αντίδραση από μεγάλους ιατρικούς και επιστημονικούς οργανισμούς. Κατά τη διάρκεια του περασμένου έτους, η Αμερικανική Ένωση Δημόσιας Υγείας, η Αμερικανική Ιατρική Ένωση, η Αμερικανική Ακαδημία Παιδιατρικής, η Υπηρεσία Δημόσιας Υγείας των ΗΠΑ, μαζί με το Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, έχουν χρηματοδοτήσει συνέδρια σχετικά με το πρόβλημα. Ορισμένες πολιτειακές, κομητειακές και δημοτικές υπηρεσίες υγείας έχουν αναθέσει σε υγειονομικούς υπαλλήλους το συγκεκριμένο έργο της αντιμετώπισης των προβληματικών εστιών στις περιοχές τους. Ωστόσο, απαιτείται περισσότερη δράση σε πολύ περισσότερες κοινότητες.

Οι ερευνητές και οι κλινικοί γιατροί που παρακολούθησαν τα συνέδρια συμφώνησαν ότι τα νοσοκομεία θα πρέπει να χρησιμοποιούν αντιβιοτικά με μεγαλύτερη διάκριση, ειδικά όταν λαμβάνονται υπόψη για προφυλακτικούς σκοπούς, και να επιστρέψουν στις τεχνικές της αυστηρής ασηψίας και της έντονης αντισηψίας. Αυτές οι τεχνικές έχουν σχεδιαστεί για να ελαχιστοποιούν την έκθεση ενός ασθενούς σε όλους τους μικροοργανισμούς. Σε ορισμένα νοσοκομεία, απλά μέτρα όπως η χρήση διπλής μάσκας στο χειρουργείο ή το μπάνιο των βρεφών με διάλυμα εξαχλωροφαίνης έχουν βοηθήσει στον έλεγχο της εξάπλωσης των σταφυλόκοκκων. Οι συμμετέχοντες στο συνέδριο έχουν επίσης ζητήσει την αναγνώριση επικίνδυνων φορέων σταφυλόκοκκων μεταξύ των φαινομενικά υγιών μελών του προσωπικού του νοσοκομείου και την απομόνωση κλινικών περιπτώσεων.

Εικόνα αριστερά: Η ΑΥΞΗΣΗ ΤΩΝ ΑΝΘΕΚΤΙΚΩΝ ΣΤΑΦΥΛΟΚΟΚΚΩΝ είναι παράλληλη με την αυξανόμενη χρήση αντιβιοτικών. Το 1932, το 1948 σε ένα γενικό νοσοκομείο (Α) τα στελέχη που συλλέχθηκαν από ασθενείς περιλάμβαναν λίγους σταφυλόκοκκους Ομάδας III (γκρίζα γραμμή) και κανένα ανθεκτικό στις τετρακυκλίνες, οι οποίες δεν ήταν ακόμη διαθέσιμες. Σε δύο άλλα νοσοκομεία που χρησιμοποιούν μεγάλη αντιβιοτική θεραπεία, τα στελέχη που συλλέχθηκαν το 1953-1954 (Β) και το 1954-1955 (Γ) ήταν σε μεγάλο βαθμό ανθεκτικά τόσο στην πενικιλίνη (έγχρωμη γραμμή) όσο και στις τετρακυκλίνες (μαύρη γραμμή). Τα στελέχη περιλάμβαναν πολλά στελέχη Ομάδας III, σε αντίθεση με εκείνα από ψυχιατρική κλινική (Δ), όπου οι ασθενείς σπάνια λαμβάνουν αντιβιοτικά. Το διάγραμμα είναι από μια εργασία που παρουσιάστηκε σε συνέδριο για την νοσοκομειακή Σταφυλοκοκκική Νόσο τον Σεπτέμβριο του 1958.

Εικόνα αριστερά: ΟΙ ΛΟΙΜΩΞΕΙΣ σε χειρουργικά τραύματα έχουν αυξηθεί από το 1949 σε ένα νοσοκομείο, το οποίο πραγματοποιεί κατά μέσο όρο πάνω από 1.000 επεμβάσεις ετησίως. Η συχνότητα εμφάνισης σταφυλοκοκκικών λοιμώξεων (σκούρο χρώμα), καθώς και άλλων τύπων λοιμώξεων (ανοιχτό χρώμα), μειώθηκε το 1954, όταν εισήχθησαν αυστηρές προσπάθειες για την πρόληψη της εξάπλωσης μικροβίων στο νοσοκομείο.

Η αυστηρή εφαρμογή ασηπτικών και αντισηπτικών τεχνικών, ωστόσο, μπορεί στην καλύτερη περίπτωση να μειώσει το συνολικό ποσοστό μόλυνσης· δεν θα εξαλείψει το πρόβλημα. Σαφώς, πρέπει να καταβληθεί προσπάθεια για μακροπρόθεσμη βασική και κλινική έρευνα, ώστε να αυξηθεί η βασική κατανόηση του σταφυλοκοκκικού οργανισμού σε σχέση με τον άνθρωπο. Πρέπει να μάθουμε τουλάχιστον τόσα για τη σχέση ξενιστή-παρασίτου στη σταφυλοκοκκική νόσο, όσα γνωρίζουμε για τις πνευμονιοκοκκικές και στρεπτοκοκκικές λοιμώξεις.

Η σύγχρονη αντίληψη των μολυσματικών ασθενειών υποστηρίζει ότι η μόλυνση είναι μια ειδική περίπτωση παρασιτισμού, μια αλληλεπίδραση μεταξύ δύο βιολογικών συστημάτων, καθένα από τα οποία περιορίζεται από τις ανάγκες της δικής του επιβίωσης. Για να προκαλέσουν συνεχή μόλυνση στον ανθρώπινο οργανισμό, τα βακτήρια πρέπει προφανώς να είναι σε θέση να εισβάλουν στο σώμα, να πολλαπλασιαστούν σε αυτό, να παράγουν ουσίες που είναι κατά κάποιο τρόπο επιβλαβείς για το σύστημα και να αποκρούουν τις αμυντικές δυνάμεις του ξενιστή. Οι επιβλαβείς ουσίες ή τοξίνες που παράγονται από τα βακτήρια είναι πολλές και ποικίλες.

Το σώμα, από την άλλη πλευρά, παρουσιάζει μια σύνθετη σειρά αμυντικών δυνάμεων κατά της παρασιτικής εισβολής. Αυτές περιλαμβάνουν έναν αριθμό ουσιών που διαλύονται στα σωματικά υγρά, τη λυσοζύμη στα δάκρυα και το σάλιο, για παράδειγμα, και τους παράγοντες “συμπλήρωμα” και προπερδίνη που μεταφέρονται στο αίμα. Αυτές οι ουσίες δρουν αδιακρίτως έναντι πολλών παρασίτων. Η αποτελεσματικότητά τους ποικίλλει ανάλογα με τη γενική υγεία του σώματος ή με τη φύση του τραυματισμού. Γενικά, ωστόσο, η παραγωγή αυτών των ουσιών δεν διεγείρεται σε απόκριση σε συγκεκριμένα βακτήρια.

Τα λευκά αιμοσφαίρια αποτελούν μια ομάδα που είναι πάντα έτοιμη να αποκρούσει την παρασιτική εισβολή, κατακλύζοντας τους μικροσκοπικούς εισβολείς και στη συνέχεια χωνεύοντάς τους. Αυτά τα κύτταρα είναι δύο κύριων ειδών: τα εξαιρετικά κινητά, γρήγορα ανταποκρινόμενα αλλά κάπως ευάλωτα πολυμορφοπύρηνα λευκοκύτταρα, και τα πιο ανθεκτικά μακροφάγα. Από μόνα τους, ωστόσο, τα λευκά αιμοσφαίρια είναι μάλλον αναποτελεσματικά προστατευτικά. Η αποτελεσματικότητά τους ενισχύεται σε μεγάλο βαθμό από έναν άλλο τύπο αμυντικής ουσίας: τα αντισώματα, τα οποία προκαλούνται σε συγκεκριμένη απόκριση στην εισβολή συγκεκριμένων παρασίτων.

Τα αντισώματα, που παράγονται από τους λεμφικούς ιστούς, είναι δύο ειδών. Τα αντιβακτηριακά (ή αντιιικά) αντισώματα συνδυάζονται με συγκεκριμένα συστατικά της βακτηριακής (ή ιικής) επιφάνειας, παράγοντας μια νέα επιφάνεια γύρω από την οποία τα λευκά αιμοσφαίρια μπορούν να εξαπλωθούν και έτσι να κατακλύσουν πιο εύκολα το παράσιτο. Αυτά τα αντισώματα ενισχύουν επίσης την αντιβακτηριακή δράση των ουσιών του συμπληρώματος στο αίμα. Ο δεύτερος τύπος, τα αντιτοξικά αντισώματα, εξουδετερώνουν τις τοξίνες χημικά, χωρίς την παρέμβαση των λευκών αιμοσφαιρίων. Τα αντισώματα και των δύο τύπων είναι τόσο συγκεκριμένα στη χημική τους αρχιτεκτονική που θα συνδυαστούν μόνο με τις βακτηριακές ουσίες που τα προκαλούν.

Η έρευνα για τους πνευμονιόκοκκους και τους στρεπτόκοκκους έδωσε πολλά στοιχεία που θα καθοδηγήσουν τις τρέχουσες προσπάθειες ενίσχυσης της άμυνας του οργανισμού έναντι της σταφυλοκοκκικής λοίμωξης. Στην πρόληψη και θεραπεία της πνευμονιοκοκκικής λοίμωξης, για παράδειγμα, γνωρίζουμε ότι τα αντιβακτηριακά αντισώματα παίζουν καθοριστικό ρόλο. Αυτά έχουν τη δύναμη να συνδυάζονται ειδικά με τις κάψουλες υδατανθράκων που περικλείουν τα κύτταρα του παρασίτου και έτσι τα προετοιμάζουν για κατάποση από τα λευκά αιμοσφαίρια. Η έγχυση μικροσκοπικών ποσοτήτων καθαρού υλικού κάψας που εξάγεται από καλλιέργειες του εισβάλλοντος στελέχους προκαλεί την παραγωγή του αντίστοιχου αντισώματος. Ομοίως, το αντίσωμα ειδικό για μια πρωτεΐνη στην επιφάνεια ενός σημαντικού και λοιμογόνου στελέχους στρεπτόκοκκων παρέχει προστασία έναντι αυτού του παρασίτου. Στη φυματίωση, η αντοχή φαίνεται να εξαρτάται από την αύξηση της ικανότητας των μακροφάγων να καταστρέφουν τους βάκιλους της φυματίωσης μετά την κατάποσή τους. Ο εμβολιασμός με ένα ζωντανό αλλά ακίνδυνο στέλεχος βακίλων της φυματίωσης, το στέλεχος B.C.G., προκαλεί μια αυτοπεριοριζόμενη λοίμωξη που παρέχει ανοσία. Το εμβόλιο B.C.G. έχει πλέον χορηγηθεί σε περίπου 90 εκατομμύρια άτομα σε όλο τον κόσμο. Τα αντιτοξικά αντισώματα προσδίδουν ανοσία στη διφθερίτιδα και τον τέτανο. Μπορούν να προκληθούν με εμβολιασμό με τοξίνες που έχουν καταστεί αβλαβείς με επεξεργασία με φορμαλδεΰδη. Αυτά τα «τοξοειδή» διατηρούν αμετάβλητη την ικανότητά τους να προκαλούν τα συγκεκριμένα αντισώματα.

Εικόνα δεξιά: ΑΠΟΤΥΠΩΜΑ ΜΕ ΦΑΓΟΥΣ των σταφυλόκοκκων πραγματοποιείται με έλεγχο βακτηρίων έναντι διαφόρων τύπων φάγων. Σε κάθε τρυβλίο καλλιέργειας, ένα διαφορετικό στέλεχος εκτίθεται σε φάγους της Ομάδας Ι και IV (πρώτη στήλη, ανάγνωση από αριστερά), Ομάδα II (δεύτερη στήλη), Ομάδα III (τρίτη και τέταρτη στήλη) και φάγους διαφόρων τύπων (πέμπτη στήλη). Οι υπόλευκοι κύκλοι σε καλλιέργειες όπου δεν αναπτύχθηκαν βακτήρια αναγνωρίζουν τα στελέχη ως ευαίσθητα σε φάγους της Ομάδας III στο τρυβλίο στα αριστερά, στην Ομάδα I στο κεντρικό τρυβλίο και στην Ομάδα II στο τρυβλίο στα δεξιά.

Εικόνα αριστερά: ΠΟΙΚΙΛΙΕΣ ΑΝΤΙΒΙΟΤΙΚΩΝ δοκιμάζονται σε καλλιέργεια σταφυλόκοκκων που λαμβάνεται από έναν ασθενή. Οι καθαρές περιοχές γύρω από έναν δίσκο αντιβιοτικού δείχνουν ότι το αντιβιοτικό εμπόδισε την ανάπτυξη των βακτηρίων. Το πρώτο στέλεχος (πάνω) είναι ανθεκτικό στην πενικιλίνη, τις τετρακυκλίνες, τη χλωρομυκετίνη και την τεραμυκίνη, ενώ δεν είναι ευαίσθητο σε τέσσερα από τα νεότερα αντιβιοτικά. Το δεύτερο στέλεχος (κάτω) είναι ευαίσθητο και στα οκτώ αντιβιοτικά σε δύο συγκεντρώσεις. Οι εικόνες σε αυτές τις δύο σελίδες τραβήχτηκαν στο εργαστήριο του John E. Blair στο Νοσοκομείο Αρθρώσεων.

Είναι κάποια από αυτές τις διαδικασίες εφαρμόσιμη σε σταφυλοκοκκική λοίμωξη; Πρέπει να εμβολιάζουμε με νεκρούς σταφυλόκοκκους, σταφυλοκοκκική κάψουλα, κυτταρικά τοιχώματα ή τοξοειδές; Μπορούμε να βρούμε μεταξύ αυτών των εναλλακτικών λύσεων έναν αποτελεσματικό ανοσοποιητικό ή θεραπευτικό παράγοντα; Δεν γνωρίζουμε αρκετά για το πώς οι σταφυλόκοκκοι προκαλούν βλάβη ή πώς το σώμα αμύνεται εναντίον τους, ώστε να προχωρήσουμε άμεσα σε εμβολιασμό ή οροθεραπεία. Αυτοί οι οργανισμοί έχουν γίνει μια σοβαρή πρόκληση σε μια εποχή που οι μελέτες για τις ανοσολογικές σχέσεις των μολυσματικών βακτηρίων έχουν αφεθεί να εκλείψουν. Πρέπει να συνεχίσουμε να βασιζόμαστε, όπως συμβαίνει σήμερα, στα αντιβιοτικά, με όλες τις συναφείς δυσκολίες και ανεπάρκειες; Είναι αυτονόητο ότι καταβάλλονται σημαντικές προσπάθειες για την αντιμετώπιση της συνεχώς μεταβαλλόμενης ευαισθησίας και αντοχής των σταφυλόκοκκων στα αντιβιοτικά. Οι σταφυλόκοκκοι διαθέτουν ένα εξαιρετικό οπλοστάσιο επιθετικών παραγόντων. Τα στελέχη που προκαλούν ασθένειες επεξεργάζονται διάφορα είδη «αιμολυσινών», ουσιών ικανών να καταστρέψουν τα ερυθρά αιμοσφαίρια. Παράγουν επίσης λευκοκιδίνη, η οποία βλάπτει τα λευκά αιμοσφαίρια, και υαλουρονιδάση, ένα ένζυμο που μπορεί να διαλύσει το μεσοκυττάριο τσιμέντο των ιστών για να βοηθήσει την εξάπλωση των εισβολέων. Και οι περισσότεροι από τους σταφυλόκοκκους που προκαλούν σήμερα λοιμώξεις παράγουν πενικιλλινάση, ένα ένζυμο που καταστρέφει την πενικιλίνη. Επιπλέον, τα στελέχη που είναι επιβλαβή για τον άνθρωπο σχεδόν όλα παράγουν ουσίες που ονομάζονται κοαγκουλάσες, οι οποίες αλληλεπιδρούν με τον μηχανισμό πήξης του αίματος για την πήξη του πλάσματος. Ένα από αυτά προφανώς δρα στην προθρομβίνη. Ένα άλλο, συνδεδεμένο στην επιφάνεια του σταφυλοκοκκικού κυττάρου, μπορεί να αντιδράσει με το ινωδογόνο για να παράγει ινώδες. Υπάρχουν ενδείξεις ότι η κατοχή κοαγκουλάσης καθιστά δυνατή την ανάπτυξη αυτών των στελεχών στον ανθρώπινο ορό και την επιβίωση μέσα σε λευκά αιμοσφαίρια κουνελιού μετά την κατάποση. Η παραγωγή κοαγκουλάσης παρέχει έτσι μια χρήσιμη μέθοδο για την αναγνώριση δυνητικά μολυσματικών στελεχών, αλλά δεν γνωρίζουμε ακόμη εάν η παρουσία κοαγκουλάσης είναι σημαντική στη μόλυνση ή απλώς τυχαία.

Σύμφωνα με αναφορές στη βιβλιογραφία, οι σταφυλόκοκκοι υπό ορισμένες συνθήκες μπορεί να έχουν εξωκυτταρικές κάψουλες. Αξίζει να διερευνηθεί εάν αυτό το υλικό κάψας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ανοσοποίηση.

Τι μπορεί να κάνει το έξυπνο κοινό για να βοηθήσει σε αυτή την κατάσταση; Τα νοσοκομεία πιέζονται σε πολλά μέτωπα. Η διάγνωση και η θεραπεία έχουν υποστεί μεγάλη και ταχεία επεξεργασία, με μεγάλη αύξηση του κόστους. Οι νοσηλευτές και, σε πολλά νοσοκομεία, οι ειδικευόμενοι και οι ειδικευόμενοι είναι σε έλλειψη. Συνεπεία όλων αυτών, τα περισσότερα νοσοκομεία λειτουργούν τώρα με κόκκινο. Η επιστροφή στην σχολαστική ασηψία και αντισηψία και οι πολλές προφυλάξεις που είναι απαραίτητες για την καλή καθαριότητα στα νοσοκομεία κοστίζουν πολύ χρόνο, προσπάθεια και χρήματα. Η πιο επαρκής οικονομική υποστήριξη από το κοινό για τα νοσοκομεία του θα μπορούσε να είναι πράγματι πολύ χρήσιμη.

Το Κογκρέσο έχει διαθέσει 1 εκατομμύριο δολάρια για σταφυλοκοκκική έρευνα μέσω ερευνητικών επιχορηγήσεων των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας και με πίστωση 325.000 δολαρίων για το τρέχον οικονομικό έτος, η Υπηρεσία Δημόσιας Υγείας επεκτείνει τις υπηρεσίες και τις έρευνές της σχετικά με τη σταφυλοκοκκική νόσο στο Κέντρο Μεταδοτικών Νοσημάτων στη Georgia. Η τωρινή μας άγνοια σε αυτόν τον σημαντικό τομέα της ιατρικής δεν μπορεί, ωστόσο, να διαλυθεί σε λίγα χρόνια από το έργο λίγων ερευνητών. Ούτε μπορούμε αυτή τη στιγμή να προβλέψουμε την έκβαση του ασυνήθιστου αγώνα για επιβίωση ενός ευέλικτου μικροοργανισμού ενάντια στις προσπάθειες ενός αφυπνισμένου ιατρικού επαγγέλματος. Αλλά η συνεχής προσπάθεια σε ένα ευρύ μέτωπο θα αποφέρει ανταμοιβές που μετρώνται με βάση την εμβάθυνση της επιστημονικής γνώσης και την αυξημένη ασφάλεια της υγείας για όλους.

Να αναφέρετε τα κύρια μορφολογικά χαρακτηριστικά των βακτηρίων. Εξηγήστε γιατί τα βακτήρια μπορούν να προκαλέσουν αλλαγές στο περιβάλλον τους τόσο γρήγορα.

Μεταξύ των κύριων χαρακτηριστικών των βακτηριακών κυττάρων είναι το σχήμα, η διάταξη και το μέγεθός τους. Αυτά τα χαρακτηριστικά αποτελούν τη μορφολογία του βακτηριακού κυττάρου.

Αν και υπάρχουν χιλιάδες διαφορετικά είδη βακτηρίων, τα κύτταρα των περισσότερων βακτηρίων έχουν ένα από τα τρία βασικά σχήματα: (1) σφαιρικό ή ελλειψοειδές, (2) κυλινδρικό ή ραβδοειδές και (3) σπειροειδές ή ελικοειδές.

Τα σφαιρικά βακτηριακά κύτταρα ονομάζονται κόκκοι (ενικός, κόκκος). Πολλά από αυτά τα βακτήρια σχηματίζουν μοτίβα διάταξης που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ταυτοποίηση. Αυτά τα μοτίβα μπορούν να εξηγηθούν από τις ιδιαιτερότητες στις διαδικασίες πολλαπλασιασμού των διαφόρων βακτηρίων. Για παράδειγμα, τα διπλοκοκκικά κύτταρα διαιρούνται για να σχηματίσουν ζεύγη. Τα στρεπτοκοκκικά κύτταρα παραμένουν συνδεδεμένα μετά τη διαίρεση και σχηματίζουν αλυσίδες. Οι σταφυλόκοκκοι διαιρούνται τρισδιάστατα για να σχηματίσουν ακανόνιστες συστάδες κόκκων, που μοιάζουν με τσαμπιά σταφυλιών. Κάθε ένα από τα κύτταρα σε ένα διπλοκοκκικό, στρεπτοκοκκικό ή σταφυλοκοκκικό συσσωμάτωμα είναι ένας ανεξάρτητος οργανισμός

Τα κυλινδρικά ή ραβδόμορφα βακτηριακά κύτταρα ονομάζονται βάκιλοι (ενικός, bacillus). Δεν σχηματίζουν τόσο μεγάλη ποικιλία διατάξεων όσο οι κόκκοι, αλλά περιστασιακά βρίσκονται σε ζεύγη ή αλυσίδες. Αυτά τα μοτίβα δεν προκύπτουν από τη διαδικασία πολλαπλασιασμού, αλλά μόνο από το συγκεκριμένο στάδιο ανάπτυξης ή τις συνθήκες ανάπτυξης που υπάρχουν, και ως εκ τούτου οι βάκιλοι εμφανίζονται συνήθως ως μεμονωμένα, μη προσκολλημένα κύτταρα. Υπάρχουν πολλές παραλλαγές στο πάχος και το μήκος αυτών των ραβδόμορφων βακτηρίων.

Τα σπειροειδή βακτηριακά κύτταρα ονομάζονται σπιρίλλια (ενικός, spirillum). Όπως και οι βάκιλοι, συνήθως εμφανίζονται ως μη προσκολλημένα, μεμονωμένα κύτταρα. Τα σπιρίλλια παρουσιάζουν σημαντικές διαφορές στο μήκος και στη συχνότητα και το πλάτος των σπειρών.

Το μέσο βακτηριακό κύτταρο έχει διαστάσεις περίπου 0,5 έως 1,0 μm επί 2,0 έως 5,0 μm. (Το μm είναι η συντομογραφία του micrometer, που είναι 1/1000 του χιλιοστού (1/1000 του mm) ή 10^-6 μέτρα.)

Μια σημαντική συνέπεια του πολύ μικρού μεγέθους ενός βακτηριακού κυττάρου είναι ότι η αναλογία επιφάνειας προς όγκο είναι εξαιρετικά υψηλή. Αυτή η αναλογία επιτρέπει σε ένα πολύ μεγάλο μέρος του βακτηριακού κυττάρου να έρχεται σε επαφή με το περιβάλλον του. Το αποτέλεσμα είναι ότι τα βακτήρια είναι σε θέση να προσλαμβάνουν γρήγορα θρεπτικά συστατικά και αυξητικούς παράγοντες και να αποβάλλουν απόβλητα. Ο μεταβολικός τους ρυθμός είναι αντίστοιχα υψηλός. Αυτός ο υψηλός μεταβολικός ρυθμός επιτρέπει στα βακτήρια τόσο να προσαρμόζονται όσο και να εισάγουν αλλαγές στο περιβάλλον τους σε πολύ σύντομα χρονικά διαστήματα. Αυτές οι αλλαγές μπορεί να είναι ευεργετικές για τα βακτήρια που τα παράγουν ή για άλλα είδη βακτηρίων. Για παράδειγμα, η απελευθέρωση διοξειδίου του άνθρακα από ορισμένα βακτήρια αυξάνει την οξύτητα του μέσου ανάπτυξης και ευνοεί την ανάπτυξη βακτηρίων που απαιτούν περιβάλλον χαμηλού pH.

Ο πιο σημαντικός παράγοντας που εμπλέκεται στην ικανότητα των βακτηρίων να αλλάζουν το περιβάλλον τους είναι η ικανότητά τους να πολλαπλασιάζονται γρήγορα. Μέσα στα πλήθη των βακτηρίων που παράγονται από ένα νεοεισηγμένο βακτήριο, θα υπάρχει ένα ποσοστό μεταλλαγμένων. Η φυσική επιλογή μπορεί να επιτρέψει σε ένα από αυτά τα μεταλλαγμένα να είναι το πιο κατάλληλο για επιβίωση στο μεταβαλλόμενο περιβάλλον και πολυάριθμοι απόγονοι θα προκύψουν από αυτό.

Αυτός ο κύκλος μπορεί να επαναληφθεί, αποδεικνύοντας την ικανότητα του βακτηριακού είδους να επιβιώνει υπό μεταβαλλόμενες συνθήκες.